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Natürlicher Holzschutz im Außenbereich

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Natürlicher Holzschutz im Außenbereich

Holz ist einer der ältesten Baustoffe. Er zeichnet sich durch seine hohe Verfügbarkeit, gute Verarbeitungseigenschaften und vielseitige Verwendung aus und ist seit Jahrhunderten einer der wichtigsten Baustoffe überhaupt. Heute haben Stahl, Glas und insbesondere mineralische Baumaterialien wie Tonziegel oder Kalksandstein Holz als Baustoff zurückgedrängt. Seit einigen Jahren erfährt Holz in der Baubranche jedoch eine erfreuliche Renaissance. Insbesondere die positiven ökologischen Eigenschaften des Materials sind hierfür verantwortlich. Zur Herstellung von Holzprodukten wird, im Vergleich zu anderen Baustoffen, der geringste Energieaufwand benötigt. Zudem ist die Lebensdauer von Holz lang und die Entsorgung des unbehandelten Baustoffes unproblematisch.

Um die Lebensdauer zusätzlich zu erhöhen wurden verschiedene Lösungen entwickelt. Grundsätzlich wird hierbei zwischen konstruktiven und physikalischem Holzschutz unterschieden. Bei ersterem wird bereits durch den spezifischen Aufbau eines Bauteils darauf geachtet, dass Einflüsse wie Regen oder starke Temperaturschwankungen möglichst wenig Auswirkungen haben können. Zum physikalischen Schutz zählen vor allem Maßnahmen zur Oberflächenbehandlung mit Lasuren oder Lacken um die Widerstandsfähigkeit des Materials zu erhöhen.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Holz lässt sich als ökologischer Baustoff für den Außenbereich auf vielfältige Weise nutzen. Sein natürliches Erscheinungsbild, seine Vielseitigkeit und die gute Beständigkeit machen es zu einem beliebten Material. Neben dem Einsatz für die eigentliche Hauskonstruktion oder beim Dachstuhl gibt es zahlreiche weitere Verwendungsmöglichkeiten rund um das Haus oder auch im Garten:

  • Fassadenverkleidungen
  • Carports
  • Gartenhäuser
  • Pavillons
  • Pergolen
  • Bodenbeläge (Terrasse, Balkon)
  • Zäune und andere Einfriedungen
  • Sichtschutz und Wandpaneele
  • Hochbeete
  • Außenmöblierung
  • Spielgeräte

Die Beispiele zeigen das breite Spektrum, das mit dem Werkstoff abgedeckt werden kann. Gleichzeitig wird klar, dass das Holz dabei vielfältigen Anforderungen gerecht werden muss. Der jeweilige Einsatzzweck und –ort gibt dabei vor, was bei der Holzauswahl, der Konstruktion und beim Holzschutz beachtet werden muss. Dazu können wir heute auf ein über Jahrhunderte gewachsenes Wissen im Umgang mit dem Material zurückgreifen.

Vielfältige Faktoren bestimmen den notwendigen Holzschutz

So haben sich für eine Fassadenverkleidung aus Holz beispielsweise unterschiedliche Techniken und Bauweisen etabliert – entsprechend zu den jeweiligen klimatischen Bedingungen der Region. Horizontale Verkleidungen mit Nut- und Feder-Brettern oder Stülpschalungen sind besonders widerstandsfähig gegen Schlagregen und deshalb verstärkt in Küstenregionen zu finden. Einzelne Bretter lassen sich hier zudem leicht austauschen und erneuern.

Im alpenländischen Raum war hingegen lange Zeit eine Verkleidung mit Schindeln üblich. Dazu kommen traditionell Schindeln aus gespaltenem Lärchen- oder Fichtenholz zum Einsatz. Das Spalten folgt der natürlichen Faserrichtung, wodurch eine Oberfläche entsteht, an der das Wasser gut ablaufen kann. Berücksichtigt werden muss zudem die Wuchsrichtung des Baumes. Es können nur linksdrehende Stämme für die Schindelherstellung verwendet werden. So verziehen sich alle Elemente der Fassade in dieselbe Richtung und es kann eine maximale Lebensdauer erreicht werden.</p>

Auch bei einem Gartenpavillon sind Standort und die gewünschte Nutzung ausschlaggebend für verschiedene planerische Faktoren wie Konstruktionsweise, Aussehen oder das passende Baumaterial. Die Herausforderung ist hier, eine stabile Struktur zu schaffen, welche das Dach tragen und Einflüssen wie Wind oder dem Spritzwasser von unten trotzen kann. Dennoch bieten die vielfältigen Techniken zur Verbindung der einzelnen Holzelemente genügend gestalterischen Spielraum. Bei konstruktiven Details wie etwa dem Dach, kann man sich dennoch an den regionalen Besonderheiten orientieren. In Gegenden, in denen im Winter mit starken Schneefällen zu rechnen ist, hat sich eine größere Dachneigung durchgesetzt, um einen übermäßigen Druck durch die Schneelast zu vermeiden.

Die beiden Beispiele zeigen, dass für jedes Projekt ganz unterschiedliche Faktoren für den bestmöglichen Holzschutz zu berücksichtigen sind. In erster Linie geht es darum, das Material widerstandsfähiger gegen Witterungseinflüsse zu machen. So lassen sich die natürlichen Eigenschaften des Holzes wie seine Stabilität und Dauerhaftigkeit möglichst lange erhalten.

Witterungseinflüsse verändern die Holzeigenschaften

Wird Holz als Baustoff im Außenbereich eingesetzt, so ist es verschiedenen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Wie intensiv ein Bauwerk Witterungseinflüssen ausgesetzt ist, hängt ganz wesentlich von der geografischen Lage, der Exposition und der Konstruktion ab.
Insbesondere UV-Licht und Regen, aber auch dauerhafte Feuchtigkeit durch Kontakt mit dem Erdreich sind Einwirkungen, welche das Holz in seiner Beschaffenheit verändern können. Wirkt UV-Licht über einen langen Zeitraum auf unbehandeltes Holz ein, so kommt es zu einer Denaturierung des Lignins. Unter dem Einfluss von Regen wird das Lignin ausgewaschen und die Holzoberfläche vergraut. Ohne Regeneinwirkung bleibt das Lignin im Holz, welches sich dann silbrig-weiß färbt. In beiden Fällen wird die Holzstruktur nur oberflächlich verändert, so dass die Stabilität des Holzes durch diesen Vorgang nicht beeinträchtigt wird.
Wird das Holz dauerhaft Nässe ausgesetzt, können Pilze in das Holz eindringen und die Holzstruktur schädigen, worunter auch die Stabilität des Holzes stark beeinträchtigt werden kann.

Die Witterungseinflüsse müssen bei der Planung, Ausführung und Pflege berücksichtigt werden. Dabei sollte die Maxime gelten, dass Holzschutzbehandlungen möglichst vermieden werden. Denn diese bedeuten einen deutlich höheren Pflegeaufwand, da Holzschutzbehandlungen in regelmäßigen Abständen wiederholt werden müssen und mitunter eine Belastung für Umwelt und Gesundheit darstellen können. Auch die Holzbaunorm DIN 68800 betont den Vorrang konstruktiver Holzschutzmaßnahmen gegenüber Holzschutzbehandlungen.

Konstruktiver Holzschutz

Um die Witterungseinflüsse zu minimieren und damit Fäulnisprozesse und Volumenveränderungen vorzubeugen, müssen bei der Anbringung von Holz im Außenbereich baulich-konstruktive Maßnahmen angewandt werden. Durch physischen Schutz, wie beispielsweise große Dachüberstände aber auch Spritzschutz und ein Mindestabstand von 30 cm zum Erdboden, wird Holz weniger beansprucht und hat eine längere Lebensdauer. Bei den baulichen Maßnahmen sind zudem Hinterlüftungen vorteilhaft, da die verbesserte Luftzirkulation das Holz schneller abtrocknen lassen. Zudem sollten Maßnahmen ergriffen werden, um das Abfließen von Regen effizient zu gestalten. Bei Nut-und-Feder-Systemen oder Schindeln ist eine ausreichende Überlappung notwendig.

Die Gefährdung von Holzbauteilen im Außenbereich besteht insbesondere durch Pilzbefall. Insektenbefall kann gewöhnlich vernachlässigt werden. Liegt die Holzfeuchte langfristig nicht deutlich über 20% ist mit einem Pilzbefall nicht zu rechnen. Um dieses Ziel zu erreichen sollte die Holzfeuchte beim Einbau unter 15% liegen. Rissbildung kann vermieden werden, indem ein kleiner Holzquerschnitt gewählt wird. 

Eignung heimischer Hölzer als Bauholz

Bei der Realisierung einer unbehandelten Holzfassade ist auf die Materialwahl zu achten. Die verschiedenen heimischen Hölzer eignen sich nämlich ganz unterschiedlich als Bauholz. Neben der Witterungsbeständigkeit spielen Gewicht, Festigkeit und auch wirtschaftliche Aspekte eine Rolle, wenn es um die Bewertung der verschiedener Holzarten geht. Eichenholz weist durch seine hohe Dichte eine besonders gute Festigkeit und durch den hohen Tanningehalt eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Witterungseinflüsse auf. So spielten beispielsweise über viele Jahrhunderte Fundamente aus Eichenholzpfählen eine wichtige Rolle. Die Lagunenstadt Venedig, aber auch Amsterdam, wurden auf Eichenpfählen gegründet.

Heute werden hauptsächlich Nadelhölzer als Bauholz eingesetzt. Dies hat nicht nur funktionale, sondern insbesondere auch wirtschaftliche Gründe. Am weitesten verbreitet ist dabei Fichtenholz. Da die Fichte besonders schnell wächst, ist sie in heimischen Wäldern sehr weit verbreitet. Fichtenholz ist besonders leicht und weist dadurch ein günstiges Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit auf. Allerdings ist das Holz der Fichte, wie auch der Tanne, besonders weich und daher weniger widerstandsfähig als das Holz andere Nadelhölzer. Diese werden deshalb in der Regel nicht ohne Holzschutz-Behandlung im Außenbereich eingesetzt.
Deutlich widerstandsfähiger sind Lärche, Kiefer und Douglasie. Sie können auch unbehandelt z.B. für Fassaden eingesetzt werden, wenn gewisse konstruktive Voraussetzungen gegeben sind.

Holzarten und ihre natürliche Dauerhaftigkeit

Fichte, Douglasie, Eiche oder Robinie sind von Natur aus unterschiedlich anfällig für Pilze, Insekten und andere Schädlinge, welche die Holzsubstanz angreifen und beschädigen können. Diese Widerstandsfähigkeit des Holzes wird als natürliche Dauerhaftigkeit bezeichnet. Die Einteilung erfolgt nach DIN EN 350-2. Die Beurteilung der Widerstandsfähigkeit des Holzes gegenüber holzzerstörenden Pilzen erfolgt in diesem Klassifizierungssystem in fünf Stufen von “sehr dauerhaft” (1) bis “nicht dauerhaft” (5).

Bei der Betrachtung der natürlichen Dauerhaftigkeit von Holz muss man beachten, dass nur das Kernholz bei der Klassifizierung berücksichtigt wird. Also die Holzschichten, die tot und daher nicht mehr wasserleitend und im Inneren des Baumstammes lokalisiert sind. Im Kernholz sind Stoffe eingelagert, die toxische Wirkungen auf Schaderreger haben können. Diese Stoffe sowie die Dichte sind der Grund für die natürliche Dauerhaftigkeit von Holzarten. Als Splintholz werden demgegenüber die äußeren Holzschichten bezeichnet. Diese sind allerdings grundsätzlich bei allen Holzarten als nicht dauerhaft einzustufen und eignen sich somit nicht als Baumaterial.

Im Außenbereich ist meist die Dauerhaftigkeit gegenüber Pilzbefall entscheidend. Eine sehr gute Widerstandsfähigkeit weist hier die Robinie auf. Sie kann als dauerhaft bis sehr dauerhaft eingestuft werden und gilt dadurch als die widerstandfähigste Holzart Europas.
Die Robine oder auch “Falsche Akazie” gibt es jedoch erst seit dem 18. Jahrhundert in Europa. Ursprünglich aus Nordamerika kommend, fühlt sie sich besonders in warm-trockenen Umgebungen wohl. Als invasiver Neophyt verbreitet sie sich schnell und führt zu einer Veränderung ihres Biotops. Dadurch ist die Robinie in Europa nicht unumstritten.
Demgegenüber stehen die positiven Holzeigenschaften und die hohe Wirtschaftlichkeit des Robinienholzes. Denn die Robinie wächst sehr schnell und der Baum ist sehr anspruchslos. Hinzu kommt, dass das Holz vielseitig einsetzbar ist. Neben Holzfassaden findet Robinienholz auch als Terrassenbelag und beim Spielplatzbau Verwendung. Aber auch in der Landwirtschaft, wo Pfähle aus Robinienholz als Stützgerüst (Obst- und Weinbau) und für die Errichtung von Zäunen (Weidewirtschaft) eingesetzt werden, hat die Bedeutung der Robinie in den vergangenen Jahren stark zugenommen.

Vorbehandlung des Baumaterials

Bereits bei der Erbauung der Pfahlbauten vor etwa 7000 Jahren wurden die Holzstämme durch thermische Verfahren dauerhafter gemacht. Heute wird dieses Verfahren großtechnisch umgesetzt, was insbesondere im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit Vorteile bringt. Bei der thermischen Holzbehandlung wird das Holz unter Sauerstoffmangel über mehrere Stunden (24 bis 48 Stunden) auf 160 - 250°C erhitzt. Dabei kommt es nicht nur zu einer physikalischen sondern auch zu einer chemischen Veränderung des Holzes. Diese hat zur Folge, dass die Wasseraufnahmekapazität des Holzes, sowie der pH Wert (1,5) drastisch vermindert werden. Werden heimische Holzarten wie Fichte, Esche oder Buche mit diesem Verfahren behandelt, so kann der Pilz- und Insektenbefall deutlich gemindert bzw. ganz verhindert werden. Thermisch modifiziertes Fichtenholz erhält so die Dauerhaftigkeitsklasse 2, Rotbuchenholz sogar die Klasse 1. Thermoholz aus heimischen Laubhölzern wird vor allem als Terrassenholz eingesetzt. Ein Nachteil dieser Methode ist der hohe Energieverbrauch.
 
Weitere Behandlungsmaßnahmen zur Erhöhung der Lebensdauer von Holz sind Acetylierung, Furfurylierung, Holzvernetzung oder die Behandlung mit siliziumhaltigen Verbindungen.
Acetylierierung kann mit der Hitzebehandlung von Holz kombiniert werden. Bei dem Verfahren werden Essigsäureanhydride zugegeben, welche die Hydroxylgruppen in der Zellwand des Holzes durch Acetylgruppen ersetzen. Solche Acetylverbindungen kommen auch natürlich in geringer Konzentration im Holz vor. Die Steigerung der Konzentration erhöht die Dauerhaftigkeit, da die Wasseraufnahmefähigkeit reduziert wird.

Methoden wie das Kesseldruckverfahren sind schon seit vielen Jahren im Einsatz. Dabei wird das Holz unter Druck mit Holzschutzmitteln getränkt, was zu einem tieferen Eindringen des Mittels führt. Allerdings kann nur das Splintholz das Holzschutzmittel aufnehmen. Die Dauerhaftigkeit vom Kernholz wird durch diese Methode nicht gesteigert. Problematisch ist, dass die Holzschutzmittel meist chemischer Herkunft sind und mit der Zeit an die Umgebung abgegeben werden. Kesseldruckimprägniertes Holz wird beispielsweise bei Pfählen in der Landwirtschaft verwendet. Durch die negativen Umweltauswirkungen sollte auf kesseldruckimprägniertes Holz verzichtet und stattdessen auf widerstandsfähige Holzarten, wie z.B. Robinie welche keine Behandlung erfordert, ausgewichen werden.

Natürliche Holzschutzmittel sind rar

Nicht immer sind die natürliche Dauerhaftigkeit, die Vorbehandlung von Holz oder der konstruktive Holzschutz ausreichend um einem Befall mit Pilzen und Insekten vorzubeugen. Dies gilt insbesondere für Holzteile, die aus welchen Gründen auch immer, über einen längeren Zeitraum Feuchtigkeit ausgesetzt sind. In einem solchen Fall muss zusätzlich eine Behandlung mit einem Holzschutzmittel durchgeführt werden. Um Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit möglichst zu minimieren, sollten jedoch ausschließlich Holzschutzmittel verwendet werden, die weitestgehend aus natürlichen Rohstoffen, wie z.B. Borsalzen, Kieselsäure und Pflanzenextrakten, hergestellt werden. Anders als im Lebensmittelbereich, sind bei Farben Begriffe wie „ökologisch“, „biologisch“ oder „natürlich“ nicht geschützt. Wir empfehlen deshalb ausschließlich auf Produkte namhafter Naturfarbenhersteller wie Auro, Biofa oder Leinos zurückzugreifen. Labels wie der Blaue Umweltengel allein sind nämlich noch keine Garantie dafür, dass das Holzschutzmittel auch frei von chemisch-synthetischen Stoffen ist. So reicht es beispielsweise aus, wenn in einem Holzschutzmittel oder einer Farbe Wasser als Lösungsmittel verwendet wird.
Bei den Holzschutzmitteln gibt es derzeit nur zwei Produkte der Firma Masid, die gänzlich auf chemisch-synthetische Insektizide und Fungizide verzichten: Wood-Bliss 1 und Wood-Bliss HM1. Sie basieren auf mineralischen und pflanzlichen Rohstoffen wie Kaliumcarbonat, Kieselsäure, Cellulose, Abietinsäure und Holzzucker. Die Wirkung dieser Produkte beruht im Wesentlichen auf einem Kristalisationsprozess, der das Holz verhärtet und dadurch die Attraktivität des Holzes für Insekten und Pilze vermindert. Aber auch bei bereits erfolgtem Pilzbefall kann eine bekämpfende Wirkung erzielt werden. Bei vielen anderen Mitteln, die auf natürlichen Rohstoffen basieren wird in der Regel nur eine vorbeugende Wirkung erzielt. Diese beruht meist auf einer Filmbildung, welche den Pilzen das Eindringen in das Holz erschwert. Diese werden meist als Grundierung vor einem Anstrich mit einer Lasur oder einem Lack verwendet.

Lacke und Lasuren für Holz im Außenbereich

Ein gewisser Schutz vor Witterungseinflüssen und vor Pilzbefall kann auch durch einen Anstrich mit einem Lack oder einer Lasur erreicht werden. Hierbei erfolgt die Schutzwirkung dadurch, dass durch den Farbfilm eine Wasser und UV-Licht abweisende Schutzschicht auf dem Holz aufgebracht wird. Diese sorgt nicht nur dafür, dass das Holz nicht vergraut, sondern dass das Holz trocken bleibt und damit Pilzen keine Nahrungsgrundlage bietet.
Sowohl bei Gartenmöbeln als auch bei Holzfassaden ist es ratsam farbige Lasuren zu verwenden. Grundsätzlich könnten auch farblose Produkte verwendet werden, allerdings sind diese weniger widerstandsfähig gegenüber UV-Licht.
Hinzu kommt, dass mit der Zeit die Wirkung nachlässt und es zu partiellen Vergrauungen kommen kann. Diese können durch erneutes Auftragen eines transparenten Decklacks / Lasur nicht beseitigt werden.

Neben dem Schutz vor Witterungseinflüssen können auch optische Aspekte eine Behandlung von Holz im Außenbereich rechtfertigen. Wer beispielsweise ein Gartenhaus oder einen Gartenpavillon durch einen farbigen Anstrich ein bestimmtes Aussehen geben möchte, der kann dies ebenfalls durch die Verwendung von Lacken und Lasuren erreichen. So kann man z.B. bei einem Bauwerk durch einen Anstrich mit einer weißen oder roten Lasur die typische Schweden-Optik herstellen. Gleiches gilt für das wesentlich dicker auftragende Schwedenrot.
Aber auch bei Gartenmöbeln aus Holz sorgt ein regelmäßiger Anstrich mit einer Lasur dafür, dass das Holz seinen Holzfarbton behält.